硅烷偶联剂种类对纳米TiO2/间位芳纶复合绝缘纸电气性能的影响

为了进一步提高间位芳纶纸的绝缘性能，分别采用KH550、KH560、KH580、KH151硅烷偶联剂对纳米TiO₂进行处理，制得了纳米TiO₂/间位芳纶复合绝缘纸。主要研究了偶联剂种类对复合绝缘纸电气性能的影响，包括电气强度、体积电导率、电荷陷阱特性等，此外还探究了复合绝缘纸热学和力学性能的变化。对不同硅烷偶联剂接枝的TiO₂/间位芳纶界面进行了分子动力学模拟，从界面结合能和均方位移参数方面阐述了硅烷偶联剂对填料-基体界面的改善作用。结果表明：以电气绝缘性能为最主要的指标，硅烷偶联剂对复合绝缘纸改性效果从高到低依次为KH550、KH151、KH560、KH580；合适种类的硅烷偶联剂可有效改善纳米填料在基体中的分散性，提高复合绝缘纸的击穿电压和体积电阻率，并对芳纶纤维的耐温性和机械强度有一定的增强作用。     

C4F7N/CO2混合气体中粗糙度对环氧树脂表面闪络特性的影响

直流电场会导致环氧树脂表面电荷积聚并引起闪络，表面粗糙度也会影响电介质性能。为了探究表面粗糙度引起闪络变化的原因，建立了二维仿真模型，采用有限元方法分析了表面粗糙度处理后环氧树脂表面电荷特性和陷阱分布。此外，在C₄F₇N/CO₂混合气体中进行了闪络实验，研究了粗糙度对环氧树脂闪络特性的影响。模拟结果表明，电荷在指形电极附近的环氧树脂表面聚集；粗糙度的增大会降低电极附近最大电场，增加环氧树脂的表面电荷密度。表面粗糙度的变化对表面电荷特性的影响比掺杂Al₂O₃填料的影响大。实验结果表明，在C₄F₇N/CO₂混合气体中，环氧树脂闪络电压随表面粗糙度的增加先增后减，当表面粗糙度为1.3μm时达到最大值。因此，表面粗糙度通过改变电荷特性和局部电场来影响闪络特性，合理地调控粗糙度可以提高环氧树脂的闪络电压。     

热老化对间位芳纶纸微观结构与电气性能的影响

针对某国产间位芳纶绝缘纸，自主搭建实验平台开展热老化特性评价，分别在105℃、155℃和180℃下开展周期为30 d的热老化实验，研究热老化过程中纸样化学结构、微观形貌以及电气性能的变化，并基于等温表面电位衰减法对比不同热老化阶段试样的表面陷阱分布特性，对不同老化温度下试样的聚合度和电气强度进行拟合。结果表明：热老化宏观上对间位芳纶纸的表面、截面均有破坏作用，整体引起聚合度的下降；微观上对间位芳纶纸分子结构中的酰胺键、C-N键和C=O键都有较大的破坏作用。热老化造成间位芳纶纸的体积电导率上升，电气强度下降。热老化过程中间位芳纶纸会短暂性地出现浅陷阱，随后消失，且温度越高，浅陷阱出现的时间越早，这对于间位芳纶纸热老化阶段的定量判断具有较大意义。